Procesos





Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores Zaragoza
Ingeniería Química

Profesor: Cresenciano Echavarrieta Albiter
Materia: Ingeniería de Procesos

SIMULACIÓN DE UN CICLON


Carmona Yañez Graciela
Galicia Torres Oscar E.
Hernández García Leslie J.
Romero Pérez Guillermo A.

Grupo: 3801

Fecha: 3- Diciembre- 2014

CICLONES
Los ciclones sonequipos mecánicos estacionarios, ampliamente utilizados en la industria, que permiten la separación de partículas de un sólido o de un líquido que se encuentran suspendidos en un gas portador, mediante la fuerza centrífuga.
Son equipos muy sencillos, que al no poseer partes móviles son de fácil mantenimiento. Tienen la desventaja de ser poco versátiles, ya que no se adaptan a cambios de lascondiciones de operación, por lo cual son poco flexibles a los cambios de concentración de polvos, caudal de gas y distribución de tamaños de partículas.
Principio de Operación de los Ciclones
Tras varios años de intenso estudio sobre los ciclones naturales, se pensó que ese principio físico se podría emplear en la separación de fluidos y fue así como surgió el separador ciclónico. Se observó que alhacer uso de fuerzas centrífugas en vez de gravitatorias, la velocidad de sedimentación de las partículas se incrementa en gran medida haciéndose más efectiva la separación de los fluidos y los sólidos.
Al introducir tangencialmente a un recipiente en forma de cilindro una corriente gaseosa cargada con partículas sólidas a determinada velocidad, éstas se mueven en el interior del ciclón con unatrayectoria de doble hélice. Inicialmente realiza una espiral hacia abajo, acercándose gradualmente a la parte central del separador y a continuación se eleva y lo abandona través de una salida central situada en la parte superior dejando atrás las partículas que debido a su inercia tienden a moverse hacia la periferia del equipo alejándose de la entrada del gas y recogiéndose en un colectorsituado en la base cónica de éste. Ya adentro en el dispositivo se distinguen dos zonas de movimiento:
a) En la zona exterior del cilindro predomina la velocidad tangencial, la velocidad radial es centrípeta y la axial de sentido descendente. La presión es relativamente alta.
b) En la zona interior del cilindro, el flujo es más turbulento y la presión baja. Predomina la velocidad axial con sentidoascendente.
Por lo tanto cualquier partícula se encuentra sometida a dos fuerzas opuestas, ambas son función del radio de rotación y del tamaño de la partícula, por esta razón las partículas de tamaños distintos tienden a girar en órbitas de radios distintos.

Tipos de separadores ciclónicos
Existen distintos criterios de clasificar los separadores ciclónicos
Por su configuración geométricaa) Entrada tangencial y descarga axial
b) Entrada tangencial y descarga periférica
c) Entrada y descarga axiales
d) Entrada axial y descarga periférica
Por su configuración de entrada
Por la forma de su cuerpo
Por su eficiencia
a) Muy eficientes (98-99.5%)
b) Moderadamente eficientes (70-80%)
c) De baja eficiencia (50%)
Diseño de un separador tipo ciclón tradicional
La geometría de losseparadores ciclónicos puede variar respecto a su uso. En cuanto a su forma geométrica el separador ciclónico consta de las siguientes partes que se muestran y se describen a continuación.

Como se puede observar en la imagen anterior el separador ciclónico de manera general consta de un cuerpo cilíndrico principal, n cono truncado, una entrada rectangular de los gases y un segmento de cilindropor donde salen los gases limpios llamado “buscador de vórtices”, el cual evita que se mezcle el aire en la entrada del ciclón con los gases a la salida.
Para el diseño de los separadores ciclónico se emplean una serie de relaciones empíricas en las que se toma como dimensión base el diámetro de cilindro principal (Dc) y a partir de esta magnitud, el resto de las dimensiones se tienen...